دورة DB 101

تُعدّ قاطرات الفئة 101 من شركة DB فئةً من القاطرات الكهربائية ثلاثية الطور، صُنعت بواسطة شركة Adtranz وتُشغّلها شركة DB Fernverkehr في ألمانيا. بُني 145 قاطرة بين عامي 1996 و1999 لتحل محل قاطرات الفئة 103 القديمة التي بلغ عمرها 30 عامًا، لتكون القاطرة الرئيسية لشركة السكك الحديدية الألمانية (Deutsche Bahn) ، وتُستخدم بشكل أساسي في خدمات النقل بين المدن . اعتبارًا من عام 2024، يجري حاليًا إخراج هذه السلسلة من الخدمة وتفكيكها.

في الولايات المتحدة، تم اشتقاق طائرة بومباردييه ALP-46 من الفئة DB 101. وتشترك طائرة بومباردييه تراكس في تراث مشترك.

في حوالي عام 1990، بات من الواضح أن قاطرات الفئة 103 الكهربائية المستخدمة في خدمات النقل السريع والثقيل بين المدن (سرعات تتجاوز 160 كم/ساعة أو 100 ميل/ساعة ) بدأت تتآكل. فقد بلغ معدل استهلاكها السنوي 350,000 كم (217,000 ميل) ، بالإضافة إلى القطارات الأسرع والأثقل التي لم تُصمم هذه القاطرات خصيصًا لها، مما أدى إلى زيادة التلف الناتج عن التآكل في وحدات التحكم ومحركات الجر وهياكل العربات. علاوة على ذلك، وكجزء من برنامج DB 90، ولخفض التكاليف، تم تطبيق نظرية "القيادة نحو التدهور" ( Fahren auf Verschleiß )، مما زاد من الضغط على القاطرات.    

وصلت فئة أخرى في خدمة مماثلة، وهي قاطرات الفئة 120 ثلاثية الطور، وعددها 60 قاطرة، إلى مرحلة بات فيها كل من قدمها وتصميمها يُسببان مشاكل تقنية متزايدة باستمرار. أما قاطرات الفئة 112 الألمانية الشرقية السابقة، وعددها 89 قاطرة، والقادرة على بلوغ سرعات تصل إلى 160 كم/ساعة (100 ميل/ساعة) ، فقد أصبحت قديمة الطراز، وستتطلب نفقات صيانة مماثلة لتلك المفروضة على الفئات الأخرى العاملة في هذه الخدمة. إضافةً إلى ذلك، كانت هذه الفئة مهمشة سياسياً، وكانت شركة السكك الحديدية الألمانية (DB) تطمح إلى تصميم جديد كلياً على غرار قاطرات الفئة 120 ثلاثية الطور.  

في مطلع عام ١٩٩١، دعت هيئة السكك الحديدية الألمانية (DB) لأول مرة إلى تقديم تصاميم لقاطرات متعددة الأغراض عالية الأداء، تحت مسمى البرنامج " الفئة ١٢١" . وقُدِّمت تصاميم لقاطرة ثلاثية الأطوار متعددة الأغراض بقدرة تتجاوز ٦ ميغاواط (٨٠٠٠ حصان) وسرعة قصوى تبلغ ٢٠٠ كم/ساعة (١٢٥ ميل/ساعة) ، إلا أن تكلفتها كانت باهظة للغاية بالنسبة للهيئة. إضافةً إلى ذلك، وبسبب فصل الخدمات إلى مناطق تشغيل مختلفة، لم تعد هناك حاجة إلى قاطرة متعددة الأغراض.  

في ديسمبر 1991، انطلقت عملية تقديم عروض ثانية على مستوى أوروبا، مما أتاح للشركات المتنافسة مساحة أكبر لعرض أفكارها. وقُدِّم أكثر من 30 تصميمًا، تتراوح قدرتها بين أقل من 5 ميغاواط (6700 حصان) وأكثر من 6 ميغاواط (8000 حصان) ، بما في ذلك وحدات توليد الطاقة ( Triebkopf ) ووحدات ذات مقصورة قيادة واحدة فقط (شبيهة بقطار E464 المستخدم حاليًا في إيطاليا ). إلا أن شركة DB لم تتبنَّ الفكرة الأخيرة نظرًا لعدم مرونتها الكافية في التجارب العملية، ولأن فرق السعر كان ضئيلاً.    

تم استبعاد الشركات غير الألمانية سكودا وأنسالدو وجي إي سي-ألستوم من المنافسة في مرحلة مبكرة، حيث لم تحظَ أساليب البناء المحلية وإنجازات الوحدات القائمة بموافقة شركة السكك الحديدية الألمانية (DB). في المقابل، برزت الشركات الألمانية سيمنز وإيه إي جي وأدترانز بتصاميمها المعيارية للقاطرات، والتي كانت قابلة للتخصيص وفقًا لمتطلبات مختلف العملاء، وتتشارك في العديد من العناصر المشتركة بين كل وحدة.

كان لدى شركتي سيمنز وكراوس مافي نموذج أولي من قطار يوروسبرينتر ، من الفئة 127، قيد الخدمة، وتمكنت شركة إيه إي جي شينينفارزويغتكنيك من تقديم نموذج أولي عملي سريعًا لمفهومها 12X ، وهو القطار المستقبلي 128001. أما شركة إيه بي بي هينشل فلم يكن لديها نماذج أولية حديثة، بل مجرد مفهوم يُدعى إيكو2000 ، وعرض تقني يعتمد على قاطرتين من الفئة 120 تم تجديدهما قبل 15 عامًا .

لتطوير مكونات قطار Eco2001، استخدمت شركة ABB Henschel قاطرتين نموذجيتين من الفئة 120، وهما 120 004 و005، اللتان قامت ABB بتحويلهما عام 1992 لاختبار التقنيات الجديدة أثناء الخدمة. زُوّدت القاطرة 120 005 بمحولات طاقة كهربائية جديدة تعتمد على الثايرستورات GTO ، بالإضافة إلى إلكترونيات داخلية جديدة. كما زُوّدت القاطرة 120 004 بعربات مرنة مُعدّلة من وحدات ICE مزودة بقضبان قيادة بدلاً من دبابيس المحور، وفرامل قرصية، وتستخدم مادة تبريد جديدة قابلة للتحلل الحيوي من نوع بوليول إستر لمحولها الرئيسي . وقد قطعت كلتا القاطرتين المُعاد تهيئتهما مسافات طويلة في خدمة القطارات الكهربائية العادية دون أي انقطاع.

في مفاجأةٍ للعديد من المراقبين، وقّعت شركة السكك الحديدية الألمانية (DB) في ديسمبر 1994 خطاب نوايا مع شركة ABB Henschel، أسفر عن طلبيةٍ لـ 145 قاطرة في 28 يوليو 1995. وقُدّمت أول قاطرة من الفئة 101 رسميًا في 1 يوليو 1996. وحملت هذه القاطرة، كما هو الحال مع القاطرات الثلاث الأولى من هذه الفئة، اللون الأحمر الشرقي. في ذلك الوقت، اندمجت ABB Henschel مع AEG لتُصبح Adtranz، وبدأ تصنيع بعض هياكل القاطرات في مصنع هينيغسدورف ، بينما صُنعت هياكل أخرى في كاسل . نُقلت الهياكل المصنّعة في هينيغسدورف بشاحنات مسطحة عبر الأوتوبان إلى كاسل، حيث رُكّبت على عرباتٍ صُنعت في فروتسواف ببولندا، واكتملت عملية التجميع. وفي 19 فبراير 1997، دخلت أول قاطرة من الفئة 101 الخدمة رسميًا.

تتميز قاطرات الفئة 101 في البداية بانحدارها الكبير غير المعتاد في المقدمة والمؤخرة. كان لا بد من أن يكون هيكل القاطرة انسيابيًا قدر الإمكان، وفي الوقت نفسه اقتصاديًا قدر الإمكان. لهذه الأسباب، رفض المصممون تصميم مقدمة ذات مناطق منحنية متعددة. كما تم رفض زيادة تضييق المقدمة، لأن ذلك كان سيزيد المسافة بين القاطرة والعربات، في حال فصلهما. وهذا من شأنه أن يلغي ميزة المقدمة المدببة، نظرًا لاضطراب الهواء الناتج في المساحة بين العربات.

لإنشاء هياكل داعمة للهيكل السفلي، تم لحام قطاعات فولاذية ضخمة على شكل حرف C مع صفائح فولاذية ذات قوى مختلفة في هينيغسدورف ومصنع أدترانز في فروتسواف. صُممت المصدات على جانبي المقدمة لتحمل قوى تصل إلى 1000 كيلو نيوتن (220000 رطل _قوة ) ، بينما يمكن للجزء الأمامي أسفل النوافذ العلوية تحمل قوى تصل إلى 7000 كيلو نيوتن (1600000 رطل _قوة ) .    

صُنعت مقدمة كابينة القيادة من صفائح فولاذية بسماكة 4 مم (0.157 بوصة) . يمكن استخدام ألواح النوافذ الأمامية على أي من جانبي القاطرة، وهي مُلصقة ببساطة في الهيكل دون إطار. سقف كابينة القيادة جزء من الهيكل، وليس سقفًا منفصلاً. الأبواب الأربعة الجانبية تؤدي مباشرةً إلى كابينة القيادة، وهي مصنوعة من سبيكة خفيفة.  

كانت النوافذ الجانبية في كابينة السائق في الفئة 101 مزودة بنوافذ دوارة، لتجنب تجويف النافذة الذي كان عرضة للتآكل (بينما استمرت النوافذ في الفئتين 145 و 152 بتصميمها الغائر). جميع النوافذ والأبواب مضغوطة بالكامل بواسطة قسم خاص مانع للتسرب.

يبلغ سمك الألواح الجانبية للهيكل 3  مم، وهي محمولة على أقسام عمودية، تتخللها أجزاء من قنوات الكابلات. تغطي الألواح الجانبية المنطقة الممتدة من الجزء الخلفي لكابينة السائق حتى بداية قسم السقف المائل، وهو جزء من أقسام السقف القابلة للإزالة. وتنتهي الألواح باتجاه الأعلى بقسم مجوف، حيث تستقر أقسام السقف. وترتبط الألواح الجانبية ببعضها بواسطة شريطين ملحومين مصنوعين من صفائح فولاذية.

السقف مصنوع من الألومنيوم ويتكون من ثلاثة أقسام منفصلة. تشمل هذه الأقسام فتحات التهوية ومنطقة ميل السقف، ويمكن إزالتها كجزء من السقف، مما يتيح استخدام كامل عرض الهيكل لإجراء أعمال الصيانة على الآلات الموجودة بالداخل. ترتكز أقسام السقف على الألواح الجانبية، وأحزمة التوصيل الخاصة بها، والأسقف الثابتة لكبائن السائق، كما تم دمج مانع تسرب عائم في هذه الأقسام. تتميز أقسام السقف بأنها مسطحة تمامًا لأسباب تتعلق بالديناميكية الهوائية، باستثناء أجهزة تجميع التيار ، وأبواق الإشارة ، وهوائي الاتصالات اللاسلكية.

بما أن جميع المكونات على السطح مثبتة أسفل الحافة العلوية لسقف كابينة القيادة بقليل، فلا يكاد شيء يتأثر بالرياح، حتى أن البانتوغراف المنخفض يصعب ملاحظته. وبالمقارنة مع القاطرات الألمانية الأخرى، فإن البانتوغرافات مثبتة "بشكل معكوس"، حيث تشير المفصلات إلى الداخل. وهذا أيضاً لأسباب تتعلق بالديناميكية الهوائية، فبما أن ذراع البانتوغراف يجب أن يكون فوق مركز العربات، فإن البانتوغرافات كانت ستبرز داخل السقف المرتفع لكابينة القيادة.

من السمات الخاصة في وحدات الفئة 101 أغطية الإطار الجانبي للعربة . يتم تركيبها بجانب الإطار وتغطي المنطقة وصولاً إلى محامل العجلات.

سعت شركتا أدترانز وهينشل إلى تطوير عربات للقطارات من الفئة 101 تتيح أقصى قدر من المرونة للتطوير المستقبلي. ولذلك، صُممت هذه العربات لسرعات قصوى تبلغ 250 كم/ساعة (155 ميل/ساعة) ، وهي مستوحاة مباشرة من تصميم قطارات ICE، على الرغم من أن قاطرات الفئة 101 لم تكن قادرة على بلوغ سرعات قصوى تتجاوز 220 كم/ساعة (140 ميل/ساعة) . إضافةً إلى ذلك، صُممت العربات لتتحمل عجلات ذات مقاييس مختلفة. كما يُمكن تركيب محور قابل للتعديل شعاعيًا، كما هو الحال في الفئة 460 التابعة للسكك الحديدية الفيدرالية السويسرية ، إلا أن شركة السكك الحديدية الألمانية (DB) فضّلت عدم استخدام هذا الخيار.  

على الرغم من أن عربات الفئة 101 مُعاد تصميمها من عربات قطارات ICE، إلا أن هناك اختلافات جوهرية في طريقة تشغيلها. تتميز عربات الفئة 101 بتصميمها المدمج، بينما لا تبدو عربات قطارات ICE مضغوطة بنفس القدر. ويعود السبب في ذلك إلى ضرورة تصميم عربات قاطرات الفئة 101 لتحقيق ثبات عالٍ عند السرعات العالية وأداء ممتاز في المنعطفات الضيقة. وقد استلزم ذلك استخدام قاعدة عجلات أقصر وعجلات أكبر. لم تكن عربات قطارات ICE بحاجة إلى مراعاة بعض المنعطفات الضيقة التي تتطلبها عربات الفئة 101. تحديدًا، تم تقليص قاعدة العجلات من 3000 مم (118.1 بوصة) في قطارات ICE إلى 2650 مم (104.3 بوصة) في عربات الفئة 101.    

أدى استخدام هذه العربات المدمجة إلى انخفاض ملحوظ في الحركة النسبية بين جسم العربة والعربات، وأصبح من الممكن مدّ كابلات التوصيل بالمحرك خارج قنوات التهوية. وقد ساهم ذلك في تبسيط عملية البناء وإطالة عمر العربة.

تتكون العربات من عارضتين رئيسيتين جانبيتين، وعارضتين عرضيتين في كل طرف؛ ولا توجد عارضة عرضية ملحومة في المنتصف. يتم نقل قوة السحب والكبح من العربة إلى القاطرة عبر قضيبين، يربطان القاطرة بالعربة بواسطة محور ارتكاز. رُكّب محور الارتكاز بزاوية مائلة قليلاً لتشكيل زاوية قائمة مع القضيبين المائلين أيضاً. رُكّب القضيبان بنابض على بُعد حوالي 40 مم (1.57 بوصة) من محور الارتكاز، وذلك لتحقيق توازن حركة العربة.  

تحمل المحاور المجوفة، المصنوعة من سبيكة الكروم والموليبدينوم، العجلات الضخمة ومحامل مجموعة العجلات في كل طرف. العجلات ذات حجم ألماني نموذجي، 1250 مم (49.21 بوصة) ، ويبلغ قطرها الأدنى 1170 مم (46.06 بوصة) بعد التآكل. تُركّب المحاور عبر أعمدة مجوفة في غلاف علبة التروس، والتي تُعرف مع محرك الجر باسم " نظام الدفع المتكامل المشترك " (IGA). كان كل من الشركة المصنعة والسكك الحديدية الألمانية (DB) يأملان من خلال ذلك في خفض تكاليف الصيانة بشكل كبير، بفضل إحكامها الممتاز (والمثبت في اختبار 120004) لمنع تسرب الزيت، وهو ما يُسهم أيضًا في حماية البيئة بشكل أكبر.     

يتم نقل الطاقة إلى المحور والعمود عبر وصلة عالمية (تُعرف أيضاً بوصلة هوك أو وصلة كاردان) مزودة بعناصر مطاطية. تُثبّت عجلتا كل عربة بستة مسامير كبيرة جداً، يمكن رؤيتها من الرصيف.

تحتوي المحاور المجوفة على فرامل قرصية مهواة، حيث يتوفر لها مساحة كافية بفضل غياب العارضة العرضية ومحور الارتكاز، كما ذُكر سابقًا. الفرامل القرصية منفصلة ومهواة من الداخل، ويمكن صيانتها أو استبدالها من الأسفل دون الحاجة إلى إخراج المحور بالكامل. أثناء الكبح العادي، تُستخدم الفرامل التجديدية بشكل أساسي ، ويعمل محرك الجر كمولد. ويتم التحكم في التنسيق بين الفرامل القرصية والفرامل التجديدية بواسطة حاسوب مخصص للتحكم في الفرامل.

تحتوي كل عجلة على أسطوانة فرامل خاصة بها، كما تحتوي كل مجموعة عجلات على أسطوانة فرامل إضافية لفرامل الزنبرك، والتي تعمل كفرامل يدوية/فرامل وقوف ويمكنها تأمين القاطرة عند ميل يصل إلى 4 بالمائة.

تصل محركات الجر، المصممة بدون غلاف، إلى سرعات قصوى تبلغ 220 كم/ساعة (137 ميل/ساعة) عند 3810 دورة في الدقيقة كحد أقصى؛ وتمنع نسبة التروس البالغة 3.95 تجاوز سرعة الدوران 4000 دورة في الدقيقة. تبلغ القدرة القصوى 1683 كيلوواط (2257 حصانًا) ؛ ويبلغ عزم الدوران 4220 نيوتن متر (3110 قدم-رطل) . يتم التحكم في مراوح محركات الجر بواسطة مستشعرات مدمجة، وتُغذى بواسطة محول كهربائي مساعد. يُنقل هواء التبريد في قناة هواء مغلقة، مما يحافظ على نظافة حجرة المحرك. يتدفق هواء التبريد هذا إلى محرك الجر عبر منفاخ مرن، ويمر عبر نظام نقل الحركة المتكامل ، ويُطرد عبر فتحات في علبة التروس. يُضخّ كل منفاخ ما يصل إلى 2.1 متر ^مكعب /ثانية (74 قدم مكعب /ثانية) من الهواء، منها 0.5 متر ^مكعب (18 قدم مكعب ) تُضخ إلى غرفة المحرك. يزن كل محرك جر 2186 كيلوغرامًا (4819 رطلًا) ، ويبلغ وزن العربة بأكملها حوالي 17 طنًا (17 طنًا إنجليزيًا؛ 19 طنًا أمريكيًا) .              

تُثبّت وحدة الجرّ بالكامل على عارضة مساعدة في مركز العربة، وتُربط بالجوانب الخارجية عبر بندولين. يُمكن تركيبها في المركز لعدم وجود محاور ارتكاز في العربات؛ حيث تُرفع العربة فوق الإطار بواسطة ثمانية نوابض مرنة. وتُحدَّد حرية الحركة الناتجة في جميع الاتجاهات بواسطة مخمدات هيدروليكية وعناصر مطاطية. وباستخدام نظام التعليق هذا ، تم الاستغناء عن العديد من المكونات التي كانت تتلف أو تتطلب صيانة مكلفة.

يُشابه نظام الهواء المضغوط في القاطرة من الفئة 101 النظام الموجود في القاطرات الأخرى. يُسحب الهواء عبر مدخل الهواء في غرفة المحرك، ثم يمر عبر مرشح، ويُضغط بواسطة ضاغط لولبي إلى ضغط أقصى يبلغ 10 بار (1000 كيلو باسكال؛ 150 رطل لكل بوصة مربعة) . يُتحكم في الضاغط بواسطة جهاز تحكم بالضغط، حيث يعمل تلقائيًا عند ضغط 8.5 بار (850 كيلو باسكال؛ 123 رطل لكل بوصة مربعة) ، ثم يتوقف عند ضغط 10 بار (1000 كيلو باسكال؛ 150 رطل لكل بوصة مربعة) . بعد ذلك، يُمرر الهواء المضغوط عبر وحدة تكييف الهواء، ويُخزن في خزانين رئيسيين للهواء سعة كل منهما 400 لتر (88 جالون إمبراطوري ؛ 110 جالون أمريكي ) . يُحمي النظام بأكمله من الضغط الزائد بواسطة صمامَي أمان، يعملان عند ضغط 10.5 و12 بار (1.05 و1.20 ميجا باسكال؛ 152 و174 رطل لكل بوصة مربعة) . كما تتم مراقبة الضاغط بشكل فردي، ويتم إيقاف تشغيله عند درجات حرارة الزيت التي تزيد عن 110 درجة مئوية (230 درجة فهرنهايت) .                  

في الحالات التي لا يتوفر فيها هواء كافٍ عند بدء تشغيل القاطرة، على الرغم من أن النظام يحتوي على صمام إغلاق يعمل تلقائيًا عند إيقاف تشغيل القاطرة، فمن الممكن تزويد البانتوغرافات والمفتاح الرئيسي بالهواء باستخدام ضاغط مساعد يعمل بالبطارية، حتى ضغط 7 بار (700 كيلو باسكال؛ 100 رطل لكل بوصة مربعة) .   

يقوم نظام الهواء المضغوط بتزويد المكونات التالية:

• الفرامل
• موزع رمال
• مزيتات الفلنجات
• نظام غسيل الزجاج الأمامي
• صفارات القطار

أنظمة توزيع الرمال

لزيادة نقل قوة القطار والفرامل من العجلات إلى القضبان، يمكن للقاطرة رش الرمل على القضبان. يُخزن الرمل في ثمانية خزانات، خزان لكل عجلة، في الهيكل السفلي. عند تشغيل النظام من قبل السائق، يُضخ هواء مضغوط عبر نظام قياس الرمل، ويُدفع الرمل عبر أنابيب تصريف إلى مقدمة العجلات الأمامية في اتجاه السير. عند درجات حرارة أقل من 5 درجات مئوية (41 درجة فهرنهايت) ، يُسخن هذا النظام، ويُخلط الرمل بانتظام داخل الخزانات.  

مزيتات الفلنجات

من أجل الحفاظ على حافة العجلة، يتم رش الدهون/الزيوت القابلة للتحلل الحيوي تلقائيًا عبر الهواء المضغوط في القناة بين حافة العجلة وسطح العجلة الأمامية، بناءً على السرعة الحالية.

صفارات القطار

يوجد على سطح كل كابينة سائق صفارتان تصدران أصوات تحذير بتردد 370 و660  هرتز. يتم تفعيل هاتين الصفارتين عبر صمام ضغط موجود على أرضية الكابينة بالقرب من قدمي السائق، أو عبر أزرار ضغط هوائية موجودة حول كابينة السائق.

تم تطوير جهازي البانتوغراف من نوع DSA 350 SEK (والذي يُعرف باسم نصف البانتوغراف، على عكس البانتوغراف الكامل ذي الشكل الماسي) في الأصل من قبل شركة دورنييه ، وتم تصنيعهما في برلين-هينيغسدورف. واليوم، تقوم شركة ستيمان-تكنيك المحدودة في شوتدورف بتصنيع وتوزيع هذه الوحدات. يبلغ وزن كل منهما 270 كيلوغرامًا (600 رطل ) .  

تُثبّت أجهزة تجميع التيار (البانتوغراف) على السقف بثلاث نقاط باستخدام البراغي. يتصل البانتوغراف الأول مباشرةً عبر السقف بمفتاح التحكم الرئيسي في غرفة المحرك، بينما يتصل البانتوغراف الثاني بالمفتاح الرئيسي عبر وصلة كابل تمتد على طول الجدار الجانبي لغرفة المحرك. زُوّدت أطراف التلامس بنظام مراقبة في حالة تلفها. يوجد داخل طرف التلامس، المصنوع من الجرافيت، قناة هوائية مضغوطة. في حالة التلف، يتسرب الهواء، مما يؤدي إلى انكماش البانتوغراف تلقائيًا، وبالتالي منع أي ضرر محتمل لسلك التلامس العلوي.

يتم رفع البانتوغراف باستخدام الهواء المضغوط، الذي يُضخ إلى أسطوانة الرفع بضغط 5 بار ( 500 كيلو باسكال أو 73 رطل لكل بوصة مربعة ). يستغرق رفع البانتوغراف 5 ثوانٍ، بينما يستغرق إرجاعه 4 ثوانٍ. يضغط حذاء التلامس على سلك التلامس بضغط قابل للتعديل يتراوح بين 70 و120 نيوتن (16 و27 رطل _قوة ) . يتحكم السائق بالبانتوغراف عبر زر ضغط على مكتبه (الإعدادات هي: رفع، خفض، وخفض + رمل للحالات الطارئة). يمكن للسائق ترك اختيار البانتوغراف المراد استخدامه للقاطرة، حيث ستستخدم تلقائيًا البانتوغراف الخلفي في اتجاه السير، أو في حالة القطار المزدوج، حيث تكون قاطرتان متصلتين، فسيكون البانتوغراف الأمامي للقاطرة الأمامية، والبانتوغراف الخلفي للقاطرة الخلفية. وإلا، يمكن للسائق، باستخدام مفتاح موجود على طاولة التحكم بالبطارية في كابينة القيادة رقم 1، رفع أحدهما أو كليهما معًا. يُعدّ هذا الأمر ميزةً أساسيةً أثناء عمليات المناورة/التحويل، حيث إنّ الانتقال من كابينة سائق إلى أخرى يستلزم التحويل التلقائي من جامع تيار إلى آخر. في حالات تحويل جامع التيار، تُرفع الوحدة التي كانت في الوضع السفلي أولًا، وبمجرد دفعها بنجاح إلى سلك التلامس، يُخفض جامع التيار الذي كان قيد التشغيل.    

يتم توفير الهواء المضغوط لرفع وخفض البانتوغراف، وكذلك لنظام مراقبة حذاء التلامس، عبر خرطومين مطليين بالتفلون على السطح، واللذان يجب أن يتحملا جهد سلك التلامس البالغ 15000 فولت.

على عكس قاطرات الفئات الأخرى، يُعلق المحول الكهربائي في الفئة 101 أسفل أرضية غرفة المحرك على الهيكل، مما أتاح تصميمًا أنيقًا ومرتبًا لغرفة المحرك. وقد أدى ذلك أيضًا إلى اختلاف تصميم المحول الكهربائي اختلافًا كبيرًا عن القاطرات السابقة. صُنع الخزان من الفولاذ خفيف الوزن، ولكن كان من الضروري أن يكون متينًا بما يكفي لتحمل انحرافًا بسيطًا عن القضبان أو أي حادث آخر؛ ولذلك، تم تدعيم بعض المناطق بأجزاء ملحومة أكثر متانة.

يحتوي المحول على سبعة ملفات كهربائية:

• أربع ملفات لتزويد محولات الطاقة بجهد 1514 فولت وقدرة 1.6 ميجا فولت أمبير
• ملفان لتغذية خطوط القطار (التي تزود جميع العربات بالطاقة للتدفئة والتبريد واحتياجات الطاقة الأخرى) ومرشحات تيار التشويش بجهد 1000 فولت وقدرة 600 كيلو فولت أمبير
• ملف واحد لتغذية ثلاثة محولات مساعدة بجهد 315 فولت وقدرة 180 كيلو فولت أمبير
• ملف واحد لتزويد شاحن البطارية، وسخان ومكيف هواء كابينة السائق، وحماية من الضغط، بجهد 203 فولت وقدرة 20 كيلو فولت أمبير

يُبرَّد المحوّل بواسطة سائل تبريد مصنوع من مزيج بوليول-إستر، يُعاد تدويره بواسطة مضختين مستقلتين تعملان بمحركات مغلقة؛ مما يجعل حدوث التسريبات شبه مستحيل. يمكن إغلاق كل مضخة على حدة، وبالتالي يسهل استبدالها. في حال تعطل إحدى المضختين، يبقى سائل التبريد في خزان المحوّل؛ ويستطيع المحوّل توفير الطاقة بنسبة 65% من طاقته الكاملة بتشغيل مضخة واحدة فقط.

تتميز وحدات الفئة 101 بنظام التحكم الآلي في القيادة والفرامل (AFB)، الذي يساعد السائق ويتيح أفضل تسارع وكبح ممكنين في جميع الظروف. كما يمكن لنظام AFB الحفاظ على سرعة ثابتة للقاطرة.

زُوِّدت القاطرة من الفئة 101 بنظام التحكم الفائق بالانزلاق ( Superschlupfregelung )، الذي يتحكم في الحد الأقصى لعدد دورات العجلات في الدقيقة، ويمكنه الحد من عدد الدورات تلقائيًا لتجنب تلف سطح العجلة أو تشغيل نظام التحكم بالانزلاق. يُمكّن هذا النظام من تحقيق أقصى قدر من التماسك بين العجلة والسكك الحديدية. يتطلب هذا النظام معلومات دقيقة للغاية عن السرعة الحالية، مما استدعى تركيب نظام رادار في أرضية القاطرة، يرسل بيانات السرعة المطلوبة إلى نظام الكمبيوتر. وقد تبيّن لاحقًا أن الرادار غير ضروري، وأن نظام التحكم هذا يعمل بكفاءة عالية دون الحاجة إلى البيانات التي يوفرها الرادار.

تتميز القاطرات أيضًا بنظام التحكم المحوسب MICAS S ذي 16 بت، والذي طورته شركة ABB. ويتم التحكم في القاطرة ومراقبتها وتشخيص أعطالها عبر نظام ناقل بيانات. وقد أدى هذا النوع من الأنظمة إلى تقليل كمية الأسلاك بشكل كبير، خاصةً بالمقارنة مع الفئة 120 ؛ حيث تم دمج معظم الأسلاك في الجدران الجانبية لهيكل القاطرة.

تتواجد وحدة التحكم المركزية (ZSG)، التي تُمثل جوهر النظام، مرتين لضمان التكرار. تُرسل جميع البيانات التي تجمعها الأنظمة المختلفة الموجودة على متن المركبة إلى وحدة التحكم المركزية (ZSG) للمعالجة، كما تُصدر وحدة التحكم المركزية (ZSG) جميع الأوامر التي تؤثر على المركبة.

يتألف نظام ZSG من 4 معالجات تراقب أنظمة التحكم والسلامة في القطار، بما في ذلك نظام الأمان الطارئ. ويشمل نظام السلامة أيضًا وحدة PZB 90، التي تضمن الالتزام بالإشارات واللوائح الأخرى (مثل الاقتراب من إشارة التوقف بسرعة عالية، وتجاوز السرعة المحددة)، وقد توقف القطار باستخدام المكابح الطارئة عند الضرورة. كما يوجد نظام أمان آخر هو LZB 80، الذي يُبقي القطار على اتصال دائم بنقطة تحكم مركزية، حيث تُراقَب جميع القطارات على الخط من حيث الموقع والسرعة. ويجري اختبار نظام التحكم الأوروبي بالقطارات (ETCS) في القاطرات من 101 إلى 144، وهو نظام يؤدي وظائف مشابهة لما ذُكر آنفًا، ولكنه مصمم للعمل على مستوى أوروبا.

كما تتضمن أنظمة التحكم جدول المواعيد الإلكتروني EBuLa، الذي يساعد في تتبع الأوقات المجدولة والسرعات وقيود السرعة المؤقتة وغيرها من المخالفات على الخط، وهو مثبت على كل قطار من قطارات DB AG.

تم تطوير نظام التشخيص DAVID بشكل أكبر من نسخة ICE في الفئة 101. يُمكّن هذا النظام من مراقبة الأعطال وتشخيصها، ويُقدّم حلولاً مُحتملة في الوقت الفعلي للسائق ومركز الصيانة. إضافةً إلى ذلك، يتم تقليص أوقات الصيانة، حيث يُمكن لمركز الصيانة الاستعداد للمشكلات التي تم تحديدها مُسبقًا من خلال الاستعلام عن النظام في أي وقت، بدلاً من الاستعلام عند نقاط مُحددة في الشبكة فقط، كما هو الحال في نسخة ICE من هذا النظام.

كانت الخطة الأصلية تقضي بأن تتمركز القاطرة من الفئة 101 في إحدى أهم مراكز النقل بين المدن في ألمانيا، وتحديداً فرانكفورت . وستتيح التغييرات التي ستطرأ على القاطرات هناك، نظراً لموقعها كمحطة نهائية، التوافق الأمثل بين جداول التشغيل وأعمال الصيانة لهذه القاطرات.

ثم اتضح أنه نظرًا للعدد المتزايد باستمرار لقطارات ICE المزودة بعربات قيادة والتي تصل إلى فرانكفورت، وقرار شركة السكك الحديدية الألمانية (DB) بتشغيل قطارات الدفع والسحب فقط إلى محطة فرانكفورت، والاستثمار الضخم اللازم لإنشاء مستودع قطارات جديد عالي التقنية في المحطة، فقد أُعيد تقييم هذه الخطة. في الوقت نفسه، تم توفير طاقة استيعابية إضافية في مستودع ICE المرموق في هامبورغ- إيدلشتيت ، حيث بُني المستودع هناك لاستيعاب قطارات ICE ذات 14 عربة مركزية، بينما كان يُستخدم 12 عربة مركزية فقط. ستُستخدم هذه الطاقة الاستيعابية الإضافية الآن لصيانة وحدات الفئة 101.

خلال السنوات الأولى في هذا المستودع، قامت شركة Adtranz المصنّعة، للوفاء بالتزاماتها المتعلقة بالضمان، بإيواء فريق من 15 موظفًا في هامبورغ-إيدلشتيدت. وفي عام 2002، كان لا يزال هناك ممثلان لشركة Adtranz موجودان.

كان إنشاء قاعدة لقاطرات الفئة 101 في هامبورغ يبدو أكثر فعالية من حيث التكلفة بالنسبة لشركة السكك الحديدية الألمانية (DB) من إنشاء مستودع جديد في مكان آخر، على الرغم من أنه كان يعني توظيف سائقين جدد في هامبورغ للقيام بأعمال المناورة والتحويل المعقدة أحيانًا، ولكنها ضرورية. كما أن وجود القاعدة في موقع ناءٍ نسبيًا في أقصى شمال ألمانيا تسبب في مشاكل تتعلق بجدولة خدمة هذه القاطرات.

كل 100,000  كيلومتر، تُرسل قاطرات الفئة 101 إلى هامبورغ لإجراء فحص الصيانة الدورية ( Frist )، حيث تُعالج المشكلات الفنية البسيطة. يضم هذا المستودع أيضًا مخرطة أرضية لإعادة تشكيل الإطارات. في السنوات الأولى، كانت القاطرات تُرسل إلى ورشة السكك الحديدية الرئيسية ( Ausbesserungswerk ، أو AW) في نورمبرغ لإجراء الصيانة الرئيسية؛ ولكن نظرًا لمحدودية الطاقة الاستيعابية في هذه الورشة، كانت تُرسل أحيانًا إلى الشركة المصنعة في كاسل . حاليًا، تتولى ورشة AW في ديساو مسؤولية أعمال الصيانة الرئيسية لوحدات الفئة 101.

حتى سبتمبر 2024، تم تفكيك 34 قاطرة. ^{[ 1 ]} وكانت القاطرتان 101 144 و101 112 أول قاطرتين تم سحبهما من الخدمة في ديسمبر 2020. أما القاطرتان 101 112 و101 119 فكانتا أول قاطرتين يتم تفكيكهما في أوبلادن في سبتمبر 2021، بعد تجريدهما من قطع الغيار القابلة لإعادة الاستخدام.

أدى تسليم المزيد من وحدات قطارات ICE الجديدة إلى فائض في عدد القاطرات. ونظرًا لأن شركة السكك الحديدية الألمانية (دويتشه بان) تخطط أيضًا لاستبدال وحدات IC1 خلال السنوات القادمة، فسيتم سحب قاطرات الفئة 101 من الخدمة بدءًا من عام 2023؛ وقد يتم توظيفها في شركة DB Cargo.

• بومباردييه ALP-46 ، قاطرة أمريكية مبنية على الفئة 101
• رأس الجيتار

• الصفحة الرئيسية über die Baureihe 101, Technik Fotos Werbeloks
• الصفحة الرئيسية über die Baureihe 101
• Fernbahn.de Beschreibung und Fotos der Baureihe 101
• معرض صور السكك الحديدية الأوروبية